【題目】如圖所示,在xOy平面的第Ⅰ象限內(nèi),有垂直紙面向外的勻強磁場,在第Ⅳ象限內(nèi),有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B。P點是x軸上的一點,橫坐標為x0,F(xiàn)在原點O處放置一粒子放射源,能沿xOy平面,以與x軸成45°角的恒定速度v0向第一象限發(fā)射某種帶正電的粒子。已知粒子第1次偏轉(zhuǎn)后與x軸相交于A點,第n次偏轉(zhuǎn)后恰好通過P點,不計粒子重力。求

(1)粒子的比荷;

(2)粒子從O點運動到P點所經(jīng)歷的路程和時間。

(3)若全部撤去兩個象限的磁場,代之以在xOy平面內(nèi)加上與速度v0垂直的勻強電場(圖中沒有畫出),也能使粒子通過P點,求滿足條件的電場的場強大小和方向。

【答案】1232分)方向:垂直v0指向第象限。

【解析】1)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,由牛頓第二定律得

2分)

解得粒子運動的半徑1分)

由幾何關(guān)系知,粒子從A點到O點的弦長為,由題意

2分)

解得粒子的比荷:2分)

2)由幾何關(guān)系得,OA段粒子運動軌跡的弧長:2分)

粒子從O點到P點的路程 s=n2分)

粒子從O點到P點經(jīng)歷的時間2分)

3)撤去磁場,加上與v0垂直的勻強電場后,粒子做類平拋運動,

1分)

1分)

消去解得2分)

方向:垂直v0指向第象限。(1分)

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】傾角θ的光滑斜面上的O點固定有一根長為L的輕質(zhì)細線,細線的另一端拴住質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點),P點釘有一顆光滑釘子(),如圖所示.現(xiàn)將小球拉至與O點等高的A點由靜止釋放,釋放前細線剛好拉直,之后小球恰能繞釘子做半徑為R的完整圓周運動.則下列說法中正確的是(

A. 由題意判斷可得

B. 小球剛被釋放后的加速度大小為

C. 細線碰到釘子之前,小球在運動過程中合外力全部提供向心力

D. 細線碰到釘子以后,小球在運動過程中的最小速率為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】截面直徑為d、長為L的導(dǎo)線,兩端電壓為U,當(dāng)這三個量中的一個改變時,對自由電子定向移動的平均速率的影響,下列說法正確的是(  。

A. 電壓U加倍時,自由電子定向移動的平均速率不變

B. 導(dǎo)線長度L加倍時,自由電子定向移動的平均速率不變

C. 導(dǎo)線截面直徑d加倍時,自由電子定向移動的平均速率加倍

D. 導(dǎo)線截面直徑d加倍時,自由電子定向移動的平均速率不變

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【題目】過山車是一項富有刺激性的娛樂工具,在乘坐過山車的過程中不僅能夠體驗到冒險的快感,還有助于理解物理原理,如圖所示,是某大型游樂場中過山車的部分軌道示意圖,這部分軌道由直線軌道AB、半徑圓心角的圓弧軌道BCD,半徑圓心角的圓弧軌道DEF、半徑為圓心角的圓弧軌道FGP,半徑為圓心角為的圓弧軌道PQM組成,這些軌道均平滑相切連接,相切點B、FD、P、M均位于同一水平面上,假設(shè)這些軌道均位于同一豎直平面內(nèi),車廂在運動過程中受到的摩擦阻力與空氣阻力之和恒為車重的0.1倍,車廂可視為質(zhì)點,重力加速度, , ,F(xiàn)有一節(jié)質(zhì)量m=500kg的車廂從A點靜止下滑,經(jīng)過最低點C時測得車廂對軌道的壓力為16000N。(由于安全設(shè)計的需要,過山車在運動過程中是不會脫離軌道的)

1)求車廂經(jīng)過軌道最低點C時的速度為多大?

2)求直線軌道AB的長度l為多長;

3)若要保證車廂通過圓弧軌道PQM的最高點Q時對軌道有向下的壓力,求的取值范圍。

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【題目】如圖甲所示,一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1m2的兩物塊A、B相連接,并靜止在光滑的水平面上,F(xiàn)使B瞬時獲得水平向右的速度3m/s,以此刻為計時起點,兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,從圖象信息可得(  )

A. t1t3時刻兩物塊達到共同速度1m/s,且彈簧都處于伸長狀態(tài)

B. t3t4時刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長

C. 兩物體的質(zhì)量之比為m1m2=12

D. t2時刻AB的動能之比為Ek1Ek2=81

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【題目】如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離(  )

A. P點的電勢將降低

B. 帶電油滴將沿豎直方向向上運動

C. 帶電油滴的電勢能將減小

D. 若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大

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【題目】美國在2016211日宣布探測到引力波的存在。天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在,證實了GW150914是兩個黑洞并合的事件。該事件中甲、乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的36倍和29倍,假設(shè)這兩個黑洞,繞它們連線上的某點做圓周運動,且這兩個黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運動過程中各自質(zhì)量不變且不受其它星系的影響,則關(guān)于這兩個黑洞的運動,下列說法正確的是(

A. 甲、乙兩個黑洞運行的半徑相等

B. 甲、乙兩個黑洞運行的線速度大小之比為36:29

C. 甲、乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小之比為36:29

D. 隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小,它們運行的周期也在減小

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【題目】在如圖所示的實驗裝置中,極板接地,平行板電容器的極板與一個靈敏的靜電計相接.將極板向左移動,增大電容器兩極板間的距離時,電容器所帶的電量,電容,兩極間的電壓,電容器兩極板間的場強的變化情況是(

A. 變小,不變,不變,變小

B. 變小,變小,不變,不變

C. 不變,變小,變大,不變

D. 不變,變小,變大,在小

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【題目】如圖所示,長為a寬為b的矩形區(qū)域內(nèi)(包括邊界)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向外.0點有一粒子源,某時刻粒子源向磁場所在區(qū)域與磁場垂直的平面內(nèi)所有方向發(fā)射大量質(zhì)量為m電量為q的帶正電的粒子,粒子的速度大小相同,粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為T,最先從磁場上邊界射出的粒子經(jīng)歷的時間為,最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間為,不計重力和粒子之間的相互作用,則(

A.粒子速度大小為

B.粒子做圓周運動的半徑為3b

C.a的長度為(+1)b

D.最后從磁場中飛出的粒子一定從上邊界的中點飛出

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